Использование сублимации в пищевой промышленности (стр. 2 из 4)
В однокорпусных аппаратах расход греющего пара составляет 1,2-1,25 кг на испарение 1 кг воды. Значительно экономнее многокорпусные выпарные установки, из которых наиболее распространены прямоточные (рис.3); в них слабый раствор и греющий пар, движущиеся в одном направлении, последовательно поступают в выпарные аппараты. В последнем аппарате, присоединённом к барометрическому конденсатору и вакуум-насосу, создаётся разрежение, вследствие чего давление и температура кипения раствора постепенно понижаются от первого корпуса к последнему; благодаря этому осуществляется переток раствора и его испарение при обогреве вторичными парами. В противоточных установках раствор и греющий пар движутся навстречу друг другу, при параллельном питании слабый раствор подаётся одновременно во все корпуса.
На практике число корпусов редко бывает больше пяти, так как дальше полезная разность температур становится очень малой. Расход греющего пара на испарение 1 кг выпариваемой воды составляет для трёхкорпусной установки 0,4 кг, а для пятикорпусной 0,25-0,28 кг. Многокорпусные выпарные установки широко применяются в многотоннажных производствах, потребляющих большое количество греющего пара (например, производство сахара). [6]
Рисунок 3. Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией: 1 - корпус; 2 - циркуляционный насос; 3 - циркуляционная труба; 4 - сепаратор; 5 - отбойник.
Рисунок 4. Схема прямоточной многокорпусной выпарной установки: 1 - подогреватель; 2 - выпарные аппараты; 3 - конденсатор; 4 - барометрическая труба.
Рисунок 5. Выпарные аппараты: а - с центральной циркуляционной трубой; б - с выносной нагревательной камерой; 1 - корпус; 2 - нагревательные трубки; 3 - циркуляционная труба; 4 - сепаратор; 5 - отбойник.
Задача 1
Для скользящего резания при измельчении продуктов графически представить форму и два характера движения рабочих инструментов для заданных коэффициентов скольжения.
Характер движения:
Вращательный - 0,25
Поступательный - 0,8
Скользящее резание осуществляется лезвием, имеющим скос τ > φ или лезвием, имеющим тангенциальную относительно материала составляющую своего перемещения. При скользящем резании равнодействующая сил сопротивления R, а следовательно и сила резания всегда отклонены от нормали к лезвию на угол трения лезвия о материал φ. Этот угол принято называть углом скользящего резания, тангенс его - коэффициентом скользящего резания.
f' = tg
или еще можно записать - это отношение касательной силы T к нормальной
.1) Вращательный характер движения
φ = arсtg 0,25 = 14,03°
Для нахождения τ воспользуемся выражением f' = r * tg τ, где r - коэффициент пропорциональности, равный 0,176…0,325.
Принимая r равным 0,2, найдем
f' = r * tg τ = 0,25
tg τ = 0,125
τ = arсtg 0,125 = 7,12°
Рисунок 6.
2) Поступательный характер движения
φ = arсtg 0,8= 38,66°
Для нахождения τ воспользуемся выражением f' = r * tg τ, где r - коэффициент пропорциональности, равный 0,176…0,325.
Принимая r равным 0,2, найдем
f' = r * tg τ = 0,8
tg τ = 4
τ = arсtg 4= 75,96°
Задача 2
Составьте классификационную и конструктивную схему аппаратов для разделения неоднородных систем из твердых сыпучих материалов. Опишите принцип работы, отличительные конструктивные и эксплуатационные особенности аппаратов
Для разделения сыпучих твердых пищевых продуктов предназначены сортировки, магнитные сепараторы.
Сущность процесса сортировки заключается в разделении сыпучих материалов на группы (классы). Разделение может быть проведено как по размерам, так и по свойствам материалов, входящих в состав сыпучей системы.
Разделение частиц по их качеству принято называть собственно сортировкой, разделение по размерам - калибровкой, отделение от сыпучего продукта примесей - просеиванием. Сортировка применяется, например при подготовке зерна и различных круп к приготовлению пищи. В этом случае отсортировывают доброкачественное зерно и крупу от возможных примесей или неполноценных зерен. Калибровка осуществляется при подготовке овощей и плодов к дальнейшей переработке. Просеивание обязательно при подготовке к переработке таких продуктов, как мука, крахмал, сахарный песок, когда нужно от сыпучего продукта отделить инородные частицы.
Сортировки выпускаются пяти типоразмеров. Каждый типоразмер может быть выполнен в одно (С-1) или двухситовом (С-2) исполнении. Их технические характеристики приведены в таблице.
Рисунок 8. Принципиальная конструктивная схема и технические характеристики сортировок.
Они эффективно работают в различных операциях получения комбикорма, а именно, удаления посторонних примесей из зерна, контрольной классификации дробленой зерновой смеси, гранулированного, экспандированного и экструдированного комбикорма, мясокостной муки. Сортировки входят в состав линий шелушения ячменя и овса дробильно-сортировочных комплексов. В сравнении с другими просеивающими машинами сортировки отличаются простотой конструкции и высокой надежностью. Спиральная траектория движения материала по ситам обеспечивает высокую производительность и точность разделения. Сортировки бесшумны в работе, удобны в эксплуатации. Для исключения пылевыделения в окружающую среду имеют патрубок для присоединения к системе аспирации, при этом их герметичность дополнительно обеспечивается лабиринтными уплотнениями укрытий и резиновыми гофрированными рукавами на загрузочных устройствах. В качестве механических очистителей сит использованы резиновые шары.
Исходя из условий монтажа, сортировки выпускаются в двух вариантах: с опорной рамой и без нее. В последнем случае их подвеска осуществляется посредством канатов к перекрытиям зданий.
По способу получения магнитного поля сепараторы делятся на электромагнитные и сепараторы на постоянных магнитах. В свою очередь сепараторы на постоянных магнитах подразделяются по типу магнитных систем:
Ферритовые.
Из сплава. Sm-Co5.
Из сплава Nd-Fe-B.
Электромагнитные сепараторы отличает большая величина дальнодействия и напряженности поля на поверхности (около 1Тл) и невысокий градиент магнитного поля 0,01 Тл/см.
Сепараторы на ферритовых постоянных магнитах создают магнитное поле напряженностью 0,15Тл при его градиенте 0,02Тл/см.
Сепараторы с системами из постоянных магнитов типа Sm-Co5 характеризуются величиной напряженности магнитного поля 0,6Тл и градиентом магнитного поля 0,5Тл/см.
Сепараторы с системами на постоянных магнитах из сплава Nd-Fe-B отличает напряженность поля 0.8Тл при градиенте магнитного поля 0,6Тл/см.
Сепараторы для пищевой промышленности на постоянных магнитах из сплава Fe-Cr-Co не изготавливают в силу низкой коэрцитивной силы данных типов магнитов.
Магниты типа ЮНДК наоборот очень широко используются в пищевой и кондитерской промышленности, но не в составе сепараторов. Их используют как простую сборку магнитов навесного типа над пищевым материалом. Это обусловлено сроком начала их серийного производства в нашей стране (50 годы). Все остальные типы магнитов по времени появились значительно позднее.
По конструкции магнитные сепараторы подразделяются, как навесные, просыпные, барабанные и валковые.
3. Навесные магнитные сепараторы
Эти сепараторы представляют собой - источник постоянного магнитного поля, размещенный над потоком пищевого продукта (лотки, транспортеры). Навесные магнитные сепараторы по способу получения магнитного поля могут быть всех 6-ти выше приведенных типов (электромагнитные и на всех пяти типах постоянных магнитов). Навесные магнитные сепараторы отличает следующие достоинства:
отсутствие контакта с пищевым продуктом, что значительно облегчает их очистку (отсутствует нарастание пищевых продуктов на сепараторе),
высокое дальнодействие при определенной конструкции магнитной системы, что позволяет эффективно извлекать крупногабаритные магнитные предметы.
Этот тип магнитных сепараторов наиболее часто используется для защиты оборудования от попадания крупных магнитных предметов.
Однако для очистки пищевых продуктов навесные магнитные сепараторы малоэффективны, так как сепараторы с дальнодействующими магнитными системами характеризуется низкой силой притяжения (низким градиентом магнитного поля) мелких частиц из потока пищевого продукта. Навесные магнитные сепараторы с усиленной высоко градиентной магнитной системой не обладают достаточным дальнодействием, что приводит к необходимости его установки в поток пищевого продукта. Проходящий поток пищевого продукта, соприкасаясь с магнитным сепаратором, сталкивает уловленные магнитные примеси, возвращая их обратно в поток. Кроме того, в силу конструктивных особенностей сепаратора и малого размера и веса магнитных частиц извлечь их из-под большого слоя пищевого продукта не представляется возможным. В результате очищенными остаются только верхние слои пищевого продукта.